JPH0792717B2 - 光ファイバ・アセンブリを有するコンピュータ - Google Patents

光ファイバ・アセンブリを有するコンピュータ

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JPH0792717B2
JPH0792717B2 JP4125238A JP12523892A JPH0792717B2 JP H0792717 B2 JPH0792717 B2 JP H0792717B2 JP 4125238 A JP4125238 A JP 4125238A JP 12523892 A JP12523892 A JP 12523892A JP H0792717 B2 JPH0792717 B2 JP H0792717B2
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fiber
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータに関し、
特に、コンピュータ及び通常これと併用される各種周辺
機器(プリンタ等)との新しい接続手段に関する。この
ような接続の対象は、基本的には各種ポータブル・タイ
プ(ラップトップ等)のコンピュータであるが、本発明
はほぼすべてのコンピュータに適用することができる。
【0002】
【従来の技術】通常、コンピュータは、モデム(変復調
器)、プリンタ、さらに他のコンピュータ等も含めた各
種の周辺機器に電子的手段で接続される。ポータブル・
コンピュータ(なかでもラップトップ・タイプ)の場合
は、こうした接続に比較的大きい複数の電気ケーブルが
必要になる。このようなケーブルは普通、比較的重くて
扱いにくく、ポータブル・コンピュータに求められるも
の(コンパクトさ、使い易さ等)を無にすることがあ
る。
【0003】本発明は、光ファイバを使用することによ
って高度なコンピュータ接続を実現する手段を明らかに
する。周知のとおり、光ファイバはコンピュータ環境で
用いられるケースが増えている。プッシュプル・タイプ
のコネクタで終端する光ファイバを用いたコネクタの一
例については、米国特許出願第4953929号明細書
を、また、光ファイバの対(単一ケーブル内のもの等)
をコンピュータの電気回路接続する光電子モジュールの
一例については米国特許出願第5005939号明細書
を参照されたい。このモジュールは、入力される光信号
をコンピュータの回路に通すために電気信号に変換し、
コンピュータの電気信号を光ファイバに通すために光信
号に変換する手段となる。
【0004】他の伝送メディアと比較した光ファイバの
メリットについてはよく知られている。光ファイバの帯
域幅(メッセージ伝送容量)は非常に大きく取ることが
できる。光ケーブルを用いたシステムは、電気ケーブル
を使うシステムでしばしば問題になる電磁妨害に強い。
さらに光ケーブル・システムは、許可を得ていない者が
光ファイバ・ケーブルにアクセスするのは難しいため、
電気ケーブル・システムよりもいくらか安全と見られて
いる。このようなケーブルは通常(特にプラスチック・
コアの場合)、軽量で柔軟性であり、障害に強いため、
ポータブル・コンピュータ環境に適している。
【0005】光ファイバ・ケーブルはファイバ束が単一
または複数で、ファイバ束は各々内部に円形のガラス・
コアまたはプラスチック・コアを持ち、これが、屈折率
の異なるクラッドで覆われる。光はコアに沿って伝送さ
れ、コアとクラッドの界面で反射される。このようなデ
バイスは、情報を運ぶ光エネルギの伝送線として用いる
ことができる。光ファイバ伝送線は、ファイバ1本また
は複数のファイバを束ねてケーブルとすることができ
る。また先述した米国特許出願第5005939号明細
書に述べられているように、数本の光伝送線を並列にす
れば、各線で情報を同時に転送することができる。
【0006】本発明で明らかにするような光ファイバの
接続手段を備えたコンピュータは、技術面で大きな前進
を意味すると思われる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のコンピュータを高度化することにある。
【0008】本発明の目的には、他のコンピュータやプ
リンタ、モデム等の各種周辺機器と接続する全く新しい
光ファイバ・コネクタ手段を備えるコンピュータを提供
することも含まれている。
【0009】本発明の目的には、上記のコンピュータ及
び、光ファイバとそのメリットを活用した接続手段を提
供することも含まれている。
【0010】本発明の目的には、構造が比較的簡単で比
較的利用しやすい上記の光ファイバ接続手段を提供する
ことも含まれている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、マイク
ロプロセサ手段、メモリ手段、及び入出力(I/O)手
段を含み、I/O手段が、収容可能な光ファイバ・コネ
クタ・アセンブリを持つコンピュータが得られる。実施
例では、この光ファイバ・コネクタ・アセンブリに、回
転可能なスプールと、スプールに巻き取られる対になっ
た光ファイバが含まれる。ファイバは、コンピュータの
I/O手段の一部とすることもできる光学手段と光学的
に整合され接続される。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の実施例に従ったコンピュー
タ10である。これはポータブル・タイプ(ラップトッ
プ等)にもできるが、本発明はこれに限定されるもので
はない。コンピュータ10は、本発明の実施例では、従
来のタイプでもあるマイクロプロセサ手段(図示なし)
を含む。マイクロプロセサ本体については周知のとお
り、各種の命令を復号し、数値演算、論理演算を実行す
るほか、コンピュータ・システム内のアクティビティを
制御するのに用いられる。一例としてインテル80C8
8Aがある。これは8ビット、16ビット両用のマイク
ロプロセサとして使用できる。このマイクロプロセサ
は、クロック速度が8MHzで、2つの動作モードを持
つ。上述のように、このようなマイクロプロセサは、本
発明で利用できるものの一例にすぎない。よってここで
は詳細には触れない。
【0013】図1のコンピュータ10にはさらに、既存
コンピュータ・システムで知られているメモリ手段が含
まれる。メモリ手段(図示なし)は、コンピュータ内部
で、システム内で使用されているデータと命令の両方を
格納するのに用いられている。このようなメモリ手段に
ついてはよく知られており、普通は各々数千の位置を含
む数個のモジュールに分けられる。各位置には、データ
または命令の一部か全部を格納することができ、メモリ
・アドレス(または単にアドレス)と呼ばれる識別子に
関連づけられる。先に述べたマイクロプロセサは、処理
をコンピュータ内部で実行するために、メモリから命令
を連続的に入力(フェッチ)し、命令に応じたタスクを
実行する。上記のマイクロプロセサ手段の場合と同様、
コンピュータ10も多くのコンピュータ・システムで用
いられているメモリ手段、中でもポータブル・タイプの
ものを使用する。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、マイク
ロプロセサ手段、メモリ手段、及び入出力(I/O)手
段を内部に含み、I/O手段が、収容可能な光ファイバ
・アセンブリを持つコンピュータが得られる。光ファイ
バ・アセンブリは、光送信手段及び光受信手段を含む光
電変換手段と、回転可能に取付けられたスプールと、こ
のスプールに巻回された、送信用光ファイバ及び受信用
光ファイバを含む光ファイバ・ケーブルとを含む。光フ
ァイバ・ケーブルの一端は、コンピュータから延びて周
辺I/O装置に接続されるようになっており、光ファイ
バ・ケーブルの他端は、スプールに取り付けられ、且つ
スプールの所定の回転角度位置において、送信用光ファ
イバ及び受信用光ファイバが光送信手段及び光受信手段
の光伝送路とそれぞれ光学的に整合するように配置され
る。
【0015】コンピュータ10には、上記のほかにも電
源(内部バッテリ等)その他の部品を加えることができ
る。
【0016】さらに本発明では、コンピュータ10と周
辺機器(モデム、プリンタ、プロッタ、他のコンピュー
タ等)との間に全く新しい接続手段が加わる。この接続
手段は、従来のもの、特に多くのラップトップ・タイプ
のポータブル・コンピュータに用いられている接続手段
を大きく改良する手段である。本発明では、望ましくな
い面(取り扱いの不便な電気配線等)をかなりの程度ま
で無くしながら、比較的実現し易く、安全で効果的な接
続が可能になる。
【0017】コンピュータ10のI/O手段は、図示の
とおり、収容可能な光ファイバ・コネクタ・アセンブリ
15(図1は一部)を含む。アセンブリ15は、先述し
た光ファイバ技術の特徴を備える。収容可能な光ファイ
バ・コネクタ・アセンブリ15には、回転可能なスプー
ル17と、スプール17の回転時にこれに巻き取られる
光ファイバ19の第1対が含まれる(図2ないし図
4)。本発明の目的から、通常は保護層(シース)で覆
われるファイバ等、既存の光ファイバ19も使用でき
る。ファイバ19は、比較的グレードの低いもの(プラ
スチック等の物質で作られる)が望ましい。このような
プラスチック・ファイバは、周知のとおり、通常は薄
く、軽量で柔軟性があり、障害に強い。但し、本発明は
この種のファイバに限定されるものではない。図にはこ
のような2本のファイバを示した(図2ないし図4)。
但し、何れのファイバも離隔され、単一の保護カバーに
覆われるため、コンピュータ10のハウジング21から
突き出た単一ケーブルとなる。このようなケーブル2本
も、説明の便宜上図示した。
【0018】上述のように、対になった光ファイバ19
は、スプール17の回転時に(コンピュータのオペレー
タが周辺機器との接続を開始/終了する際)これに巻か
れる形である。スプール17は、本発明のI/O手段の
一部である基板23の第1整合位置を占める形である。
具体的にはスプール17は、基板上で回転し、上記の第
1位置では、各光ファイバの末端25(図3)がアセン
ブリ15の他の部分(後述)と、光学的に望ましい形で
整合する。すなわちファイバの受信端と送信端が、本発
明で用いられる送信器、受信器のファイバ各々と正確に
整合する。このような整合は、本発明の効果を得るうえ
で重要である。図3、図4を比較した場合、これら末端
25は、スプール17の中央のコア部27の両端に位置
づけるのが望ましい。スプール下部31内には2つの開
口29が設けられ、中に末端が収容されるような形にさ
れる(図3)。スプール17は、コンピュータのオペレ
ータが光ファイバ19を引く際(図4の"D"方向へ等)
に回転するように設計される。ファイバ19は、図4で
は、説明の便宜上、スプール17上では整合が比較的に
緩い形で示している。これらのファイバは、実際には、
中央のコア27(図3等)のまわりにかなりきつく巻き
取られる。
【0019】スプール17からのファイバ19の両端は
光ファイバ・コネクタ37である。各光ファイバはコネ
クタ37で終端する。コネクタ37は光電子受信メンバ
(図示なし)内に置かれるように設計される。このメン
バは、先述したコンピュータ10が接続される周辺機器
の1つの一部になる。このような光電子受信メンバの例
は前出の米国特許出願第5005939号明細書に見ら
れる。光ファイバ・コネクタを受けるように設計された
光電子受信器(a/k/aモジュール)については周知
のとおりである。但し、動作上のメリットを考慮すれ
ば、米国特許出願第5005939号明細書のモジュー
ルが望ましい。これらについては後述する。但し、本発
明はこのモジュールに限定されるものではない。他の従
来の部品も効果的に利用できる。例えば、プラスチック
・ファイバが用いられるローエンド分野(ラップトップ
・コンピュータ等)では、本発明の送信器に、安価で入
手し易い発光ダイオード(LED)を使用することもで
きる。
【0020】光ファイバは各々コネクタ37で終端す
る。この種のコネクタについてはよく知られている。本
発明で他の同じようなコネクタとともに効果的に使用で
きる光ファイバ・コネクタとして、SC−01ストレー
ト・プラグ・コネクタ(NTT:Nippon Telegraph and
Telephone)がある。このコネクタには、断面が四角形
のケーシングがあり、高精度のセラミック・フェルール
が用いられる。これよりも低コストのプラスチックまた
は金属のフェルールも、上述のプラスチック・ファイバ
が用いられる場合は使用できる。このようなコネクタに
用いられるケーシングは普通、長さ約0.5インチ(約
12.7mm)、断面が約0.35 x0.29インチ
(約8.89 x 7.37mm)と小型である。この種
のコネクタはまた、上述のプラスチックのものを含め
て、シングルモードやマルチモードのファイバも収容で
きる。各コネクタの外部ケーシングに用いられるプラス
チックは、20%のガラス繊維で強化されたポリブチレ
ン・テレフタレートである。上述のとおり、コネクタは
フェルールを含み、各光ファイバ19の端部を収容する
ように設計される。このようなフェルールを用いれば、
光ファイバの端部を安定に保持し、第2光ファイバ(対
応するフェルール内に位置するもの等)や他の光素子と
整合させることができる。本発明は上記の光ファイバ・
コネクタに限定されることはなく、他のコネクタも、外
部の形状(六角形、円形等)の異なるものを含めて、本
発明に従って効果的に保持、整合させ、位置づけること
ができる。このようなコネクタは米国特許出願第495
3929号明細書にも見られる。
【0021】上記のほか、デュープレクス・コネクタと
呼ばれるものも使用できる。このコネクタは普通、対に
なったファイバとフェルールのサブアセンブリ等を共通
ハウジングに収めている。ハウジングは、光電子モジュ
ール等、従来の受信器のリセプタクル内に挿入できるよ
うに設計される。米国特許出願第5005939号明細
書にあるとおり、本発明のモジュールも、このようなデ
ュープレクス型コネクタを収容するように変更すること
ができる。本発明で使用できる光コネクタの詳細はここ
では省略する。
【0022】スプール17は基板23の第1位置を占め
る。これにより光ファイバ19の末端25と、コンピュ
ータのI/O手段の一部となる光電子素子との光学的整
合がとれる。そのためスプール17の中央シャフト41
は基板23内に収まるように設計される。スプールはシ
ャフト41の軸を中心にして回転し、シャフト41の一
端(スロット45内)と、スプール中央のコア27内
(中に形成されたスロット47内)のもう一端にトーシ
ョン・スプリング43が固定される(図3)。スプール
17が図の反時計回りの方向("CCW")に回転する
と、スプリング43の力がスプールにかかり、スプール
に連続バイアスがかかってスプールが図3の整合位置に
戻る。スプール17は、360°回転するたびに上記の
第1(光学的整合)位置を取れる。この所望の位置にス
プール17を"捉える"ために、保持メンバ51の形の遠
心クラッチ機構49がスプールに具備される。保持メン
バ51は、コアの中央の開口53とスプリング43内部
の開口55を通して挿入される。この時、保持メンバ5
1はシャフト41にねじ込まれる。そのため保持メンバ
51は、シャフト41内の内部スレッド(図示なし)と
係合する外部スレッド57を持つ。このクラッチ機構の
一部として、中央の開口53の上部に切り込み61が、
メンバ51内に付けられたノッチ63と係合するように
付けられる。
【0023】遠心クラッチ機構は、スプール17が36
0°回転するごとに、それを所望の整合位置(図3)に
保持する。この位置からの解除は、窓のロール・ブライ
ンドのような方法で力を加えることによって可能である
(図4の"D"方向へ等)。コンピュータのオペレータ
は、長さが様々な接続線を必要に応じてセットすること
ができる。スプールは、図6では所望の整合位置にあり
(I/O機構は別のもの)、上述の中央シャフト、トー
ション・スプリング、及び保持メンバは完全に組み付け
られた位置にある。図6からわかるように、スプリング
43はシャフト41のまわりに巻かれる。
【0024】本発明のI/O手段はさらに、光ファイバ
19の各々を通過する光信号を電気信号に、またコンピ
ュータからの電気信号を光信号に変換する(光信号はコ
ンピュータ10から光ファイバ19の1つを通過する)
光電子変換手段71(図2)を備える。本発明に適した
光電子変換手段については米国特許出願第500593
9号明細書を参照されたい。手段71は、回路と電気的
に接続されるように基板(プリント回路基板等)に位置
づけられるハウジング73を持つ光電子モジュールより
成る。米国特許出願第5005939号明細書にあると
おり、光電子モジュールは伝導ピン等(図示なし)を含
む。伝導ピンは、回路に接続するために基板内の開口に
挿入する形である。基板23は、本発明の実施例ではプ
リント回路基板であるが、この種のボードとしては多層
板が望ましい。米国特許出願第5005939号明細書
に説明されているように、光電子モジュールには、対に
なった光サブアセンブリ(米国特許出願第500593
9号では光電子デバイス)が含まれ、これにより上述の
2重変換が行なわれる。例えば図2では、符号77がこ
のようなサブアセンブリで、これは手段71の受光素子
として機能する。そのため光データ信号を受信し、それ
を基板23(回路基板)に送るために電気信号に変換す
るように設計される。サブアセンブリ77は、米国特許
出願第5005939号に説明があるとおり、機械的に
支持するヘッダ、光入力の焦点をダイに合わせるレン
ズ、及び基板内の回路に接続するために突き出した配線
を備えるのが望ましい。ダイには、シリコンやヒ化ガリ
ウムを加えることができる。光サブアセンブリ77と各
光ファイバ19の末端25との光接続には、単一ファイ
バ78がサブアセンブリ77に光学的に接続され、基板
23の上面に位置づけられる。ファイバ78は、図3に
示すように末端(図3の左側)に光学的に整合するよう
に保持される。同様に、本発明の光電子変換手段71
は、さらに第2光サブアセンブリ79を備える。サブア
センブリ79は、米国特許出願第5005939号にあ
るように、基板23からの電気信号を、他の光ファイバ
19を通過して外部へ向かうように所望の光データに変
換するトランスデューサとして機能する。つまりサブア
センブリ79は、光信号の送信器として働き、延長光フ
ァイバ80を使用すれば他の末端25に光学的に接続で
きる(図2、図3に示されている)。
【0025】本発明の光電子変換する手段には光ファイ
バの第2対(78、80)を加えることができる。この
対には、露出端81(図3)が含まれ、これはファイバ
19の末端25と正確に整合するように、基板23上に
固定される。この整合をとる方法は主として説明の便宜
から示している。すなわち別の構造であってもこのよう
な整合がとれる。ここで示している光ファイバの各端部
の対向整合は、比較的グレードの低い光ファイバ(コス
トを抑える要因としてプラスチック等の物質から作られ
るもの等)で実現できる。このようなプラスチック・フ
ァイバは、上述のように、比較的薄く、軽量で柔軟性が
あり、障害に強い。このファイバは、所要帯域幅が小さ
いため、現在多くのポータブル・コンピュータで使用で
きる。帯域幅を大きくするのであれば、より工夫を凝ら
した整合構造が必要になり、またその方が望ましい。帯
域幅の小さい用途に適したプラスチック・ファイバとし
ては、ESK 4001A(三菱)がある。
【0026】図5は、本発明の実施例に従った収容可能
な光ファイバ・コネクタ・アセンブリである。このアセ
ンブリは、図2に示した光電子変換する手段の変更版の
ほかに、上述のタイプのスプール17を備える。具体的
には、この変換手段71^は、I/O 基板23^上面に
配置された各種の回路を利用する(この種の回路は米国
特許出願第5005939号明細書に示されている光電
子構造のものと同様)。参照符号91がこのような回路
を示す。その回路部は各々、光サブアセンブリ77、7
9と関連して動作する。これらサブアセンブリは上述の
手段71のものと同じでもよい。外部電気配線 93
は、基板23^内に配置すれば、回路91の各部と電気
的に接続できる。先の実施例のように光ファイバ78、
80の接合を利用できるのである。
【0027】図6も光電子変換する手段の実施例であ
る。この手段(71^^)も、所望の回路91として各種
の回路部が基板上面に配置される。基板は図5のものに
似ている。手段71^^にも、光サブアセンブリ77、7
9が含まれるが、ここで重要な点として、これらは基板
23^ 内に離隔して配置される。これにより両端が(上
述のレンズ等を含めて)、ファイバ19の末端25と整
合する。これは、基板23 ^内に開口等を設けて、光サ
ブアセンブリ(77、79)をその中にセットすること
による。回路91への接続は、電気配線94(回路部分
と各サブアセンブリ間)によって電気的に得られる。
【0028】光ファイバ19は、前述のように、一定距
離引き伸ばすことで、コンピュータ10が接続される周
辺機器に接続することができる。光コネクタ(37等)
は、収容時の位置では、図2、図5に示したようなもの
等、ハウジング95内に収めるのが望ましい。ハウジン
グ95は、基板23上に位置づけるか、またはハウジン
グ21(図1)の一部とすることもできる。後者の構成
が望ましいのは、スプール17を回路ボード・タイプで
はない基板に装着するケースである。このような構成で
は、回路ボードをこの基板に位置づけて、ここで述べて
いる方法で動作させることができる。このように本発明
は、特に図2ないし図6に示したような基板の実施例に
限定されるものではない。その他の実施例として、ここ
で示した収容可能なスプール・アセンブリは、コンピュ
ータ10用の主ハウジングから離して置き、両方のファ
イバ対の両端にコネクタ(37等)を加えることができ
る。その場合コネクタ対の1つは、コンピュータの光サ
ブアセンブリ(米国特許出願第5005939号明細書
のもの等)と係合し、もう一方の対は、上記のような周
辺機器に直接接続される。収容可能なスプールはそこ
で、必要に応じてファイバを巻き取り/繰り出す部材に
なる。このコネクタとスプールのアセンブリ全体が、図
1の主コンピュータ・ハウジングとは別の構造体として
動作する。そしてこれが本発明の多様性をさらに広げる
のである。
【0029】
【発明の効果】コンピュータと周辺機器を光学的に接続
するための改良されたコンピュータ用接続アセンブリに
ついて述べた。この接続手段は、光ファイバとそのメリ
ットを利用している。コネクタ・アセンブリは、構造が
比較的簡単であり、コンピュータ・オペレータはこれを
安全且つ効果的に、比較的容易に操作することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従ったコンピュータの射視図である。
【図2】本発明の実施例に従った、図1のコンピュータ
に使用する収容可能な光ファイバ・コネクタ・アセンブ
リの部分射視図である。
【図3】図2の光ファイバ・コネクタ・アセンブリの一
部を拡大した射視図である。
【図4】図3の実施例に使用する、本発明の回転可能な
スプールと光ファイバ・コネクタの断面図である(図3
の線4−4)。
【図5】本発明の実施例に従った光ファイバ・コネクタ
・アセンブリの部分射視図である。
【図6】本発明の実施例に従った光ファイバ・コネクタ
・アセンブリの部分射視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダグラス・ケル・ファーガソン アメリカ合衆国ニューヨーク州、エンジコ ット、ユニオン・センター・ハイウェイ 1491番地 (72)発明者 アン・シェイラ・ケラマン アメリカ合衆国ニューヨーク州、エンジコ ット、スクラー・ストリート 1047番地 (72)発明者 トーマス・ベン・ケラマン アメリカ合衆国ニューヨーク州、ビンガム トン、ペニー・レーン 32番地 (56)参考文献 特開 平2−296201(JP,A) 特開 平3−19009(JP,A) 特開 平2−154540(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マイクロプロセサ手段、メモリ手段、及び
    I/O手段を内部に含むコンピュータにおいて、 上記I/O手段は、光送信手段及び光受信手段を含む光
    電変換手段と、回転可能に取付けられたスプールと、こ
    のスプールに巻回された、送信用光ファイバ及び受信用
    光ファイバを含む光ファイバ・ケーブルとを含む光ファ
    イバ・アセンブリを有し、 上記光ファイバ・ケーブルの一端は、上記コンピュータ
    から延びて周辺I/O装置に接続されるようになってお
    り、 上記光ファイバ・ケーブルの他端は、上記スプールに取
    り付けられ、且つ上記スプールの所定の回転角度位置に
    おいて、上記送信用光ファイバ及び上記受信用光ファイ
    バが上記光送信手段及び光受信手段の光伝送路とそれぞ
    れ光学的に整合するように配置されることを特徴とする
    光ファイバ・アセンブリを有するコンピュータ。
  2. 【請求項2】上記コンピュータがポータブル・コンピュ
    ータであることを特徴とする請求項1記載のコンピュー
    タ。
  3. 【請求項3】上記スプールと係合して上記スプールを上
    記所定の回転角度位置に保つためのクラッチ機構を有す
    ることを特徴とする請求項1記載のコンピュータ。
  4. 【請求項4】上記スプールが、上記スプールを回転可能
    に支持するための中央シャフトと、上記スプールと上記
    中央シャフトに動作可能に接続されたトーション・スプ
    リングとを有することを特徴とする請求項1又は3記載
    のコンピュータ。
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